Физические основы прогноза передачи возмущений от Солнца к магнитосфере Земли. Ю.И. Ермолаев, Л.М. Зеленый, Г.Н. Застенкер, А.А. Петрукович, М.Ю. Ермолаев. - презентация

1 Физические основы прогноза передачи возмущений от Солнца к магнитосфере Земли. Ю.И. Ермолаев, Л.М. Зеленый, Г.Н. Застенкер, А.А. Петрукович, М.Ю. Ермолаев Институт космических исследований РАН, Москва

2

3 На Земле начинается самая мощная магнитная буря за последние 150 лет Lenta.ru | Обновлено в 17:09:48 В пятницу на Земле начнется магнитная буря, вызванная сильной вспышкой на Солнце. 10 миллиардов тонн ионизированного газа было выброшено с поверхности звезды из скопления пятен, площадь которого примерно равна площади поверхности Юпитера. По словам астрономов, буря станет самой мощной с 1859 года, когда из-за аномальной солнечной активности на Земле была нарушена работа телеграфа, сообщается на сайте CFCN.ca. Ученые предупреждают, что магнитная буря может вызвать ухудшение самочувствия людей с хроническими заболеваниями. Кроме того, возможны сбои в работе линий электропередач и систем спутниковой связи. В последнее время несколько магнитных бурь вызывали нарушения в работе электроники и систем энергоснабжения. В 1989 году из-за бури остановилась электростанция в Канаде, провинция Квебек на девять часов осталась без электроэнергии. В 1997 году буря на время вывела из строя телекоммуникационный спутник AT&T Telstar 401, еще через год отказал спутник Galaxy IV, который входит в систему диспетчерской службы авиакомпании Pan American. В 2000 году из-за бури была потеряна связь сразу с несколькими спутниками.

4 Последовательность солнечных и наземных измерений в октябре 2003 г. Верхняя и средняя панели: Кр и Dst индексы (синие и красные линии указывают границы умеренных и сильных магнитных бурь). Нижняя панель: рентгеновское излучение по измерениям спутника GOES-12 (буквами и цветными линиями показаны классы вспышек).

5 Содержание 1. Что такое «Геомагнитное возмущение»? 2. Как измеряются геомагнитные возмущения? 3. Какие условия в межпланетной среде вызывают геомагнитные возмущения? 4. Какова роль различных типов солнечного ветра в возбуждении магнитосферы? 5. Как геомагнитные возмущения связаны с условиями на Солнце? 6. Как строятся прогнозы геомагнитных возмущений? Какова их надежность? 7. Заключение.

6 Структура магнитосферы Земли

7 Возможные состояния магнитосферы в зависимости от накопленной энергии Е: 1. Е < Е 1 – стационарная диссипация, 2. Е 1 < Е < Е 2 – магнитная суббуря (квази- стационарная диссипация), 3. Е 2 < Е – магнитная буря (взрывная диссипация).

8 Магнитная суббуря Во время суббури электрический ток хвостового тока начинает течь через ионосферу Земли, образуя так называемый электроджет.

9 Магнитная буря Движение заряженных частиц, поясняющее образование кольцевого тока

10 Снимок полярного сияния на Юго-Западе Москвы :26:11. Автор - Игорь КузнецовИгорь Кузнецов

11 Связь Dst и Kp индексов во время магнитных бурь Значения максимумов Кр индексов для 611 магнитных бурь с Dst < - 60 нТ для годов

12 Наземные станции, используемые при определении Dst и Kp индексов

13 Real-time предсказания «Космической погоды» на основе измерений КА ACE в точке L1 (

14 Схематическое изображение типов солнечного ветра.

15 Схематическое изображение типов солнечного ветра на плоскости «концентрация-скорость».

16 Геоэффективность типов солнечного ветра

17 Вариации доли бурь от МС и CIR в солнечном цикле

18 Для возбуждения магнитной бури солнечными явлениями необходимо выполнения нескольких условий: 1. должны образоваться магнитное облако или область сжатия в солнечном ветре, 2. они должны содержать длительную и большую компоненту южного ММП, 3. они должны иметь такую траекторию, чтобы оказаться вблизи магнитосферы Земли и вступить во взаимодействие с ней.

19 Солнечная вспышка 28 октября 2003 г.

20 Связь оптических и рентгеновских индексов солнечных вспышек Оптические классы для 653 солнечных вспышек с рентгеновским классом не ниже М5 для годов

21 Сравнение магнитных бурь с солнечными вспышками

22

23 Выброс корональной массы

24 Выброс корональной массы по двум приборам КА SOHO

25 Сравнение магнитных бурь с выбросами корональной массы

26

27 Выводы Магнитосферные возмущения многообразны, так как зависят от количества энергии в магнитосфере и связаны с различными токовыми системами, это необходимо учитывать при поиске корреляции с биоэффектами. Спутниковые наблюдения в L1 позволяют достаточно точно (95%) предсказать все возмущения магнитосферы, но с малой задержкой (полчаса). Современная наука в ретроспективном плане может успешно объяснить происхождение почти всех сильных геомагнитных возмущений, но не может с достаточной степенью достоверности (лучше 50%) заблаговременно (1-2 суток) предсказать их возникновение на основе наблюдений Солнца.